CAN總線分布式系統(tǒng)適配卡和控制單元設(shè)計

控制單元的任務(wù)就是對現(xiàn)場環(huán)境參數(shù)進(jìn)行采集并從CAN總線上接收上位機(jī)的命令。根據(jù)上位機(jī)的要求，對設(shè)備進(jìn)行控制或?qū)⒉杉臄?shù)據(jù)通過CAN總線傳給上位機(jī)?，F(xiàn)以溫室控制單元為例說明控制單元設(shè)計方法。溫室控制單元的結(jié)構(gòu)原理如圖8所示。以AT89C52為核心，采用2片8255擴(kuò)展I/O端口，其中2個PA口和1個PB口用來檢測天窗、遮陽傘、補(bǔ)光燈、通風(fēng)機(jī)等21路開關(guān)量的狀態(tài)。由于8255的PC口的各位通過置復(fù)位控制字可以單獨置位或復(fù)位，AT89C52的P1口可以按位尋址，所以用8255的2個PC口和AP89C52的P1口來控制繼電器的吸合。3片8位A/D轉(zhuǎn)換器ADC0809實現(xiàn)對溫度、濕度、pH值、CO2濃度、光照強(qiáng)度、液位等20路模擬量的數(shù)據(jù)采集。

控制單元的控制軟件采用匯編語言編程，主要包括初始化、數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)通信、I/O接口控制等功能。初始化包括對8255和SJA1000的初始化，使8255的PA、PB口作為輸入口，PC口各位通過置復(fù)位控制字可以單獨置位或復(fù)位，從而開啟或停止一個繼電器的動作。數(shù)據(jù)采集采用查詢方式工作，每一路模擬量連續(xù)采集3次，中值濾波后作為該傳感器的數(shù)據(jù)存入相應(yīng)的內(nèi)部RAM中，全部數(shù)據(jù)采集完后再檢測開關(guān)狀態(tài)并存入相應(yīng)RAM中。隨后開CPU中斷，進(jìn)入數(shù)據(jù)循環(huán)采集狀態(tài)，等待CAN通信中斷的產(chǎn)生。本系統(tǒng)采用中斷方式實現(xiàn)AT89C52與SJA1000之間的通信。

需要說明的是，CAN2.0A或CAN 2.0B協(xié)議只是一個低層的規(guī)范，用戶還需要定制簡單的應(yīng)用層協(xié)議。應(yīng)用層協(xié)議的任務(wù)一方面是將要發(fā)送的數(shù)據(jù)分類、拆卸、合并，確定發(fā)送對象，再根據(jù)CAN的數(shù)據(jù)鏈路層協(xié)議規(guī)范填寫CAN的各個信息幀；另一方面是根據(jù)應(yīng)用層協(xié)議解釋接收數(shù)據(jù)的具體含義，并進(jìn)行相應(yīng)的處理。